【正文】 個(gè)領(lǐng)域[6]。嵌入式微控制器（MCU）通常包括MCS5P51XA、C166/167等。 嵌入式平臺(tái)設(shè)計(jì) 嵌入式微處理器（MPU）通常是指ARM微處理器。嵌入式平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)AD采樣、顯示輸出以及其它相關(guān)方面的控制。整流后的脈動(dòng)電壓還不能直接使用，還要經(jīng)過濾波環(huán)節(jié)的濾波，轉(zhuǎn)化為平滑的直流電壓。圖21 電壓變送器結(jié)構(gòu)圖降壓環(huán)節(jié)是指通過變壓器將較高的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成為符合整流電路需要的較低的交流電壓信號(hào)，供下一級(jí)輸入。2 系統(tǒng)整體方案 交流電壓變送器的一般構(gòu)成交流電壓變送器一般分為降壓、整流、濾波、V / I轉(zhuǎn)換、AD采樣及輸出五個(gè)環(huán)節(jié)。 課題的主要內(nèi)容本課題主要是針對(duì)電壓變送和數(shù)字監(jiān)控的研究與設(shè)計(jì)。因此將模擬電量信號(hào)轉(zhuǎn)化成符合標(biāo)準(zhǔn)的直流數(shù)字信號(hào)并使用嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視就顯得很有必要[5]。電力系統(tǒng)中各種參數(shù)的高低變化，關(guān)系到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。一直以來這些數(shù)據(jù)一般都是以模擬信號(hào)的形式存在，且常用標(biāo)準(zhǔn)為：電流（0 ~ 5）A，電壓（0 ~ 100）V，均為交流信號(hào)。隨著科技的發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)廣泛地滲透到日常生活、科學(xué)研究和軍事技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式處理器通常將CPU、少量的RAM、Flash和其他接口封裝在一片集成電路中。硬件是構(gòu)成軟件的基本運(yùn)行環(huán)境。 嵌入式系統(tǒng)通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式處理器控制板，是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。 交流電壓變送器具有單路、三路組合結(jié)構(gòu)形式。電壓變送器又分直流電壓變送器和交流電壓變送器。 電壓變送器電壓變送器是電量變送器的一種，它是一種將被測(cè)交流電壓、直流電壓、或脈沖電壓轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流，并隔離輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的裝置。電量變送器是一種將被測(cè)電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的裝置。它一般將物理量的變化轉(zhuǎn)化成4 ~ 20mA、1 ~ 5V等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，供傳輸、監(jiān)視使用[2]。將兩者有效結(jié)合，以嵌入式系統(tǒng)為控制平臺(tái)，完成交流電壓的轉(zhuǎn)換，將會(huì)為變送器技術(shù)帶來進(jìn)一步的提高。 項(xiàng)目背景電壓變送器廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、工業(yè)等各種領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)已經(jīng)很成熟。電壓變送器是工業(yè)過程重要的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備之一，主要完成電壓信號(hào)的測(cè)量和變換處理。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來越大，相應(yīng)的自動(dòng)化管理系統(tǒng)也日趨復(fù)雜。 embedded system。在Proteus下進(jìn)行仿真調(diào)試，達(dá)到預(yù)期結(jié)果。以AT89C52單片機(jī)作為微控制器，結(jié)合ADC0808芯片以及LED數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)電壓顯示。中南民族大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))學(xué)院: 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 專業(yè): 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 年級(jí):2005級(jí)題目: 基于ARM的交流電壓變送器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào): 05061058 指導(dǎo)教師: 職稱: 副教授 2009年 5 月 25 日目 錄摘要 1Abstract 11 概述 2 項(xiàng)目背景 2 變送器 2 電壓變送器 2 嵌入式系統(tǒng) 2 課題研究的目的與意義 3 課題的主要內(nèi)容 32 系統(tǒng)整體方案 3 交流電壓變送器的一般構(gòu)成 3 嵌入式平臺(tái)設(shè)計(jì) 33 交流電壓變送器硬件設(shè)計(jì) 4 降壓電路設(shè)計(jì) 4 精密整流電路設(shè)計(jì) 5 常用整流電路 5 精密整流電路 6 濾波電路設(shè)計(jì) 7 V / I轉(zhuǎn)化電路設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)及AD接口電路設(shè)計(jì) 11 晶振及復(fù)位電路 11 ADC0808電路接口 11 LED數(shù)碼管顯示電路 12 主控制器及其外圍電路 13 電源電路設(shè)計(jì) 134 軟件設(shè)計(jì) 13 軟件開發(fā)環(huán)境 13 計(jì)數(shù)定時(shí)程序設(shè)計(jì) 14 LED顯示程序設(shè)計(jì) 14 主控程序設(shè)計(jì) 155 調(diào)試及結(jié)果 15 仿真調(diào)試 15 數(shù)據(jù)分析 176 結(jié)束語(yǔ) 18致謝 19參考文獻(xiàn) 19附錄 21附錄A 程序清單 21附錄B 電路圖 23附錄C 元器件清單 24基于ARM的交流電壓變送器設(shè)計(jì)摘要：針對(duì)電壓監(jiān)控在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一個(gè)供監(jiān)視使用的電壓變送器。采用精密整流電路進(jìn)行電壓整流，再經(jīng)過濾波得到與電壓源成線性比例的直流電壓，并設(shè)計(jì)了V/I轉(zhuǎn)換電路。在Keil uVision2的開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計(jì)了采樣、顯示以及數(shù)據(jù)處理等程序，實(shí)現(xiàn)了電壓變送器功能。關(guān)鍵詞：電壓變送器；嵌入式系統(tǒng)；單片機(jī)The Design of AC Voltage Transmitter Based on ARMAbstract：In connection with the widely use of voltage monitoring in power systems, an AC voltage transmitter was designed. The design transformed an AC voltage by taking use of the precision rectifier and filtering circuit, and a DC voltage was obtained. A V/I transforming circuit was also designed. The DC voltage was sampled by the ADC0808 and displayed by the LED which was based on the control of the AT89C52 MCU. In the environment of Keil uVision2, the sampling, displaying, data processing and other codes were done. And the function of the voltage transmitter was achieved. The simulation and debugging were carried out by the software Proteus and the expect effects had been arrived.Key words：voltage transmitter。 singlechip microcontroller1 概述自動(dòng)化儀表主要由檢測(cè)儀表和控制儀表兩大部分組成。自動(dòng)化管理系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)重要的方面是對(duì)電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控[1]。本課題正是要設(shè)計(jì)一個(gè)電壓變送器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的轉(zhuǎn)換和顯示。嵌入式系統(tǒng)是近些年新興的一個(gè)控制系統(tǒng)，發(fā)展前景較好。 變送器變送器，一般是一種將普通電信號(hào)（如電流、電壓、功率、頻率、功率因數(shù)等信號(hào)）或者物理測(cè)量信號(hào)（如溫度、濕度、光、熱等信號(hào)）轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出。變送器有很多種類，用在工業(yè)控制上的一般分為：溫度/濕度變送器、壓力變送器、差壓變送器、液位變送器、電流變送器、電量變送器、流量變送器、重量變送器等。這種隔離輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)可以直接和各種MCU、A/D轉(zhuǎn)換器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相接，形成一個(gè)可靠的監(jiān)控系統(tǒng)。一般，其輸入電壓信號(hào)為0 ~ 5V / 0 ~ 10V / 1 ~ 5V，輸出電流信號(hào)為0 ~ 10mA、0 ~ 20mA、4 ~ 20mA ，輸出電壓信號(hào)為0 ~ 5VDC、0 ~ 10VDC、1 ~ 5VDC。交流電壓變送器是一種能將被測(cè)交流電壓轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流的裝置，廣泛應(yīng)用于電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政等部門的電氣裝置、自動(dòng)控制以及調(diào)度系統(tǒng)。直流電壓變送器是一種能將被測(cè)直流電壓轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流的裝置，也廣泛應(yīng)用在電力、遠(yuǎn)程監(jiān)控、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自控等各個(gè)需要電量隔離測(cè)控的行業(yè)[3]。嵌入式系統(tǒng)通常包括硬件和軟件兩部分。嵌入式系統(tǒng)硬件的核心是嵌入式處理器。嵌入式處理器可以分為嵌入式微處理器（MPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式DSP（Digital Signal Processor）等[4]。 課題研究的目的與意義在電力系統(tǒng)中，對(duì)各種數(shù)據(jù)和參數(shù)的處理和監(jiān)視是一項(xiàng)重要工作。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，電力參數(shù)的數(shù)字化測(cè)量方式必然要取代模擬方式。嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)智能化控制領(lǐng)域。本課題的研究目的是對(duì)與電壓轉(zhuǎn)化相關(guān)的整流、濾波電路進(jìn)行深入了解，并設(shè)計(jì)出基于嵌入式系統(tǒng)的電壓變送器，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電壓的轉(zhuǎn)換和顯示。主要工作的內(nèi)容如下：（1）分析整流、濾波、穩(wěn)壓電路的原理及應(yīng)用；（2）研究集成運(yùn)算放大器的原理及信號(hào)的運(yùn)算處理電路等；（3）設(shè)計(jì)精密整流電路及V / I轉(zhuǎn)化電路；（4）設(shè)計(jì)單片機(jī)平臺(tái)及AD轉(zhuǎn)換電路；（5）實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控視操作。其結(jié)構(gòu)如圖21所示。整流環(huán)節(jié)的作用是把交流電壓轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)的直流電壓。工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)為4 ~ 20mA，V / I轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)就是將相應(yīng)的直流電壓轉(zhuǎn)換成與其有線性比例關(guān)系的直流電流信號(hào)。AD采樣及輸出環(huán)節(jié)通過AD數(shù)模轉(zhuǎn)化芯片將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)數(shù)字電壓信號(hào)，在LED中實(shí)時(shí)顯示電壓值，供監(jiān)控和進(jìn)行其他操作。ARM采用RISC精簡(jiǎn)指令集體系，大量使用寄存器，譯碼時(shí)間短；支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，很好的兼容8位/16位器件[2]。51單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的一部分。LPC2106是Philips公司新推出的一款基于ARM7TDMIS的32位微控制器，帶有128KB的片內(nèi)高速F1ash存儲(chǔ)器和64KB的片內(nèi)SRAM，與片內(nèi)存儲(chǔ)器控制器接口的ARM7局部總線、與中斷控制器接